אגירת אנרגיה תרמית

יש לחשוב לעומק על אגירת אנרגיה תרמית (TES) כנתיב מרכזי להפחתת פליטות בתעשייה וככלי לניהול עלויות חשמל. כך לפי פסקואלה רומאנו (Pasquale Romano), מנכ"ל חברת רדוקסבלוקס (Redoxblox), מהמובילות בתחום אגירת אנרגיה תרמית תעשייתית.

חשמול חום תעשייתי הוא אחת ההזדמנויות החשובות ביותר במודרניזציה של הייצור. דלקים מאובנים ובעיקר גז טבעי שולטים בחום התעשייתי משום שהם זולים, אמינים ובעלי צפיפות אנרגטית גבוהה. יצרנים בתחומים פלדה, מלט, כימיקלים ועיבוד מזון, הסתמכו על בעירה משום שהיא סיפקה בדיוק מה שנדרש: טמפרטורות גבוהות ויציבות במחיר נמוך.

אולם מבנה שוקי האנרגיה השתנה. מקורות ייצור חדשים הורידו את מחירי החשמל הממוצעים, אך בד בבד הגדילו את התנודתיות ביממה. העלות כבר לא נקבעת רק לפי היצע, אלא תלויה יותר ויותר בתזמון הצריכה. עומסים תעשייתיים שאינם גמישים לצד ייצור משתנה מעלים מחירים בשעות שיא ויוצרים פרקי זמן ממושכים של מחירים נמוכים בשעות שפל. מבחינת יצרנים המשמעות היא עלויות תפעול גבוהות יותר, חשיפה לתנודות ולחץ על שיעורי הרווח.

אגירת אנרגיה היא החולייה שמחברת בין שתי המציאויות האלו. ספיגת עודפי ייצור במחירים נמוכים ושחרורם בשעות ביקוש מפחיתה אי־יציבות ברשת ומוזילה את עלות האנרגיה המסופקת. מבחינת התעשייה, אגירת אנרגיה תרמית היא לא טכנולוגיית מעבר תאורטית אלא כלי להפחתת עלויות, לשיפור חוסן ולהפיכת הפעילות לצפויה יותר.

בעת בחינת חשמול מערכות חום עולה שאלה מרכזית: לעצב מחדש מפעלים סביב טמפרטורות מסופקות נמוכות יותר או להציב מערכות אגירה שמסוגלות להתאים לביצועי הציוד הקיים. ההכרעה מצריכה הבחנה בין טמפרטורת שיא לבין טמפרטורה מסופקת רציפה. טכנולוגיות רבות מסוגלות להגיע ל־1,000 מעלות צלזיוס ואף יותר, אך אינן יכולות לספק טמפרטורות כאלה בעקביות בעומס.

בתהליכים תעשייתיים, ההבדל הזה קריטי. כור כימי או כבשן מלט לא מפיקים תועלת מרגע קצר של 1,000 מעלות אם הטמפרטורה המסופקת יורדת ל־400 עד 500 מעלות במהלך עבודה שוטפת. מערכות בעירה מספקות 1,200 עד 1,800 מעלות באופן רציף ויציב, וזה הפרופיל שעליו נשענים תהליכים תעשייתיים. כאשר מערכות אגירה משווקות לפי טמפרטורת שיא בלבד, נוצרת אשליה של ביצועים דומים לדלקים ממקורות מאובנים, ללא יכולת אמיתית לשמר אותם לאורך זמן.

אם הטמפרטורה המסופקת נמוכה או לא יציבה, המפעל נדרש לתכנן מחדש מחליפי חום, לשנות זמני שהייה או לעצב מחדש שלבים בתהליך, לעיתים בעלות גבוהה מהתועלת של מערכת החום עצמה. הבלבול נמשך בין היתר משום שטמפרטורת שיא קלה יותר לשיווק, אף שרק טמפרטורה רציפה היא הקובעת בפועל.

ככל שתמריצים וסובסידיות נחלשים, השאלות נעשות רלוונטיות יותר: איזו טמפרטורה המערכת מספקת ברציפות, לכמה זמן, ומה נדרש כדי להתמודד עם ירידת ביצועים. אגירה תרמית חשובה מדי למדדים מעורפלים. המערכות שינצחו יהיו אלה שיתנהגו כמו מערכות הבעירה שהן נועדו להחליף או להשלים: יציבות ובעלות טמפרטורה גבוהה, שליטה ואספקה רציפה.

לפרטים נוספים